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物联网在智能化居住空间中的服务应用

导读: 随着经济规模的演进、网络与技术的演进,使得智慧化或数字化的生活环境逐渐成为可能。智能家电与感测模块,在智能生活的应用范围亦随之扩展;人们有机会与建筑物产生不同于以往的互动关系,让建筑物本身与周遭环境无害地共存。本文将尽量不谈技术细节,试着讨论智能居住空与物联网的关连与应用。

  随着经济规模的演进、网络与技术的演进,使得智慧化或数字化的生活环境逐渐成为可能。智能家电与感测模块,在智能生活的应用范围亦随之扩展;人们有机会与建筑物产生不同于以往的互动关系,让建筑物本身与周遭环境无害地共存。本文将尽量不谈技术细节,试着讨论智能居住空与物联网的关连与应用。

 

  前言

 

  对于智慧化居住空间的定义有众多的解释,笔者在此试着引用:“借着应用智能的方案(包含智能材料与信息科技),让居住者与所处的空间环境可以产生互动。”(注1)这个空间,可以呼应居住者的各式需求,包括:具备提供居住者舒适空间的调控能力、随时随地提供居住者所需的各式信息、使得居住其中的使用者因具有与掌握环境与各式信息的能力,改善居住于此空间中的经验。

  根据内政部建筑研究所“我国智慧化居住空间八年发展蓝图”报告中指出:智慧化居住空间政策推展的关键在于“On-Demand”以及“Open Network”的“O2”服务概念;意即空间中所需的服务是因人因地而异的;同时这些服务应该是存在于一个开放的网络平台上,以方便各式随选服务的进出。正因为关键在于“服务”,而不是过去资通讯产业强调的硬件系统或是软件能力,也不是强调开发全新的软硬件技术。因此实际运作的商业服务模式,亦将有别于过去资通讯产业的思维。而“物联网”(Internet of Things)不但能提供信息的传递与联系,更具备提供对象与对象间、对象与空间之间或是人与空间所需的互动与服务能力,因此在落实“服务”进入居住空间的智慧化中成为重要的概念与技术支柱。

 

  智慧居家服务平台

 

  前文提到智慧化居住空间政策推展的关键在于“On-Demand”以及“Open Network”的“O2”服务概念,其中的开放服务网络(Open Service Network),在居家环境之中称之为“居家服务平台”(Residential Service Platform,RSP)。藉此智慧化居住空间所揭橥的“安全安心、节能永续、健康照护、舒适便利”等四大主题服务,能自由进出于居家环境。透过该平台,将应用与服务跨网络的灵活组合与整合,使消费者能因人、因时、因地选择客制化的服务,如图1所示。

 

  智慧家居服务平台概念图

 

  国内在实际落实“智能居家服务平台”概念的技术层次探讨,也许不是使用“物联网”这个名词,但是其实质的内容与精神是相同的,只是发展的领域与应用需求不同。“智慧居家服务平台”在实际应用上,是希望能联接家中的各式设备如影音设备(电视、DVD Player、Xbox 360、PS3等)、安防设备(摄影机、红外线、瓦斯、一氧化碳传感器等)、节能设备(开关、太阳电池等),进而对居住者提供一套完整的服务。

  关于“智慧居家服务平台”的研究,在内政部建筑研究所(注2)以及国内产学界亦已有许多成果。笔者在参与“智慧化居住空间产业联盟”与其推动过程中,想提出的是:在共通的平台与技术架构下,几乎所有的对象(如果需要)都可以具备上网的能力,或与其它对象沟通(如致动器),或仅提供其它对象或系统自己收集到的数据(如传感器)。但居家环境毕竟隐密性高,家电的上网考虑有两个层次:一是上网的必要性;二为上到内部网络(Intranet)还是到因特网(Internet)。关于上网的必要性,在于家电上网是提供居住者“状态回报”、“控制”功能,还是不同家电间可以互相沟通发挥1+1大于2的效能?抑或是无上网必要?至于是内部还是外部网络?大部分的家电与感测致动设备还是会存在于内部网络;必要的服务,才经由服务平台与外部网络连结。

 

  家电智能化应用

 

  在此仅以笔者参与过的“智慧厨具”开发计划,分享居家服务平台与物联网在家电方面的应用概念。过程中没有开发全新的技术,而是透过通讯技术将次系统及模块与计算机整合,透过简明的人机接口,将所设定的服务功能发挥出来。

  2 可以大致呈现智慧厨具的软硬件架构,图中左半部为硬设备,有升降马达(可依使用者身高调整工作台面高度)、RFIDReader模块、电子磅秤、无线温湿度模块、计算机等。右半部则为软件部分,有应用程序、数据库、定时器、计算器工具程序与人机接口等。另外通讯部分,则有串行端口通讯(RS-232)、因特网(TCP/IP)与有线电视(Cable)等;利用这三种通讯协议来完成厨具上各系统与计算机联结,包括网络电话、电视之通讯与收视,及有线电视节目的播放。其中利用RFID天线(Reader)与电子磅秤的总成与后端的数据库结合,将食物卷标与重量一次读取写入数据库,才能提供冰箱仓储系统的服务。

 

  智能厨具的硬件通讯与数据传输架构图

  图2、智能厨具的硬件通讯与数据传输架构图

 

  完整智能厨具之人机接口配置。3。各项服务与工具的图示,排列于简明的系统首页;而提醒使用者食材新鲜度的相关日期,信息亦在此显示。输出入装置,使用触控屏幕。

 

  智能厨具之人机接口配置

  图3、智能厨具之人机接口配置

 

  智能厨具要发挥完整的服务功能,依然需要透过网络以及物联网来寻求内容提供者(Content Providers)。如RFID卷标所需的数据库链接,连结国家农政、民间农业产销、大型卖场、物流生鲜所建立的生产履历,或是食材与有机认证等,只要经过RFID或条形码的读取扫瞄,就可快速完成食材入库与记录。而当有缺少及欲补充的食材时,则可与贩卖、物流、宅配等业者合作,透过网络下单订购就能运送到家。同时,影音食谱所需的节目及文字内容,可以随选方式付费下载,或以苹果计算机经营在线影音贩卖模式贩卖,或与文化出版事业或影像出版事业链接完成此一服务;由此可以看出有别于以往的商业模式与商机出现。智能化后的厨具,除提供厨具在人心中传统的功能外,还需兼具提供其它服务;而这后续提供服务的商机似乎更可以无限延伸,影响的产业连结可以更宽广(图4)。

 

  厨具服务可能之商业模式发展与链接

  图4、厨具服务可能之商业模式发展与链接

 

  结语

 

  “物联网”近年来正蓬勃发展之中,而“智慧化居住空间”的发展在国内也算是新兴的产业;两者在技术层次的使用上即便是说法不同,但实质的精神与内容是相当接近的。笔者在此野人献曝地提出几项观点,诸位物联网先进对于建筑物内的服务一定有更多的想法与独到的商业模式。

  长期来看,物联网与开放的居家服务平台,有机会使得服务端的提供者可以不再是设备制造商或是系统整合业者;对于智慧化居住空间的推动与产业界投入的诱因应可提高。只要有独到的创意能整合室内既有设备,提供不同于市场上的服务,就有机会成为新的商业模式与行为,将会是消费者、产业界、服务业者三赢的局面。

 

  参考数据

  参1、邱茂林,“透视智慧化环境的新发展-设计观点”,透视智慧环境,建筑情报出版社,P.17~P.44。

  参2、叶明贵、陈嘉懿(南亚技术学院),“探讨先进国家智慧化居住空间共通标准平台之发展成果报告”,内政部建筑研究所专业服务报告。

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